數(shù)控機床常見報警故障及其維護保養(yǎng)

1、第七章數(shù)控機床常見報警故障及維護保養(yǎng)第一節(jié)數(shù)控機床常見故障及處理一 故障與可靠性故障：故障是指設(shè)備或系統(tǒng)因自身的原因而喪失規(guī)定功能的現(xiàn)象。故障的形 式是多種多樣的，但是故障具有相同的規(guī)律即故障規(guī)律曲線。由圖可知，改曲線分為三個區(qū)域，即初期運行區(qū)I,系統(tǒng)的故障呈負 指數(shù)曲線函數(shù)，故障率較高，故障原因大多數(shù)是設(shè)計、制造和裝配缺陷所 造成的；H區(qū)為系統(tǒng)的正常運行區(qū)，此時故障率趨近一條水平線，故障率 低，故障原因一般是由操作和維護不良而造成的偶發(fā)故障；皿區(qū)為系統(tǒng)的 衰老區(qū)，此時故障率最大，主要原因是年久失修及磨損過渡造成的。若加 強維護，可以延長系統(tǒng)的正常運行區(qū)。二可靠性可靠性是指在規(guī)定的條件下，數(shù)控

2、機床維持無故障工作的能力。衡量 可靠性的指標(biāo)如下：1. 平均無故障時間（MTBF是指一臺數(shù)控機床在使用中兩次故障間隔的 平均時間。一般用總工作時間除以總故障次數(shù)來計算 。2. 平均修復(fù)時間（MTTR是指數(shù)控機床從出現(xiàn)故障直至正常使用所用修 復(fù)時間的平均值。3. 有效度（A）是指一臺可維修的數(shù)控機床，在某一段時間內(nèi)，維持其性 能的概率。用平均無故障時間除以平均無故障時間與平均修復(fù)時間的 和來計算。對于普通的數(shù)控機床，要求 MTB 1000h, A 0.95三 故障分類 數(shù)控機床的常見故障按故障性質(zhì)、產(chǎn)生原因分為一下幾類。1 系統(tǒng)性故障和隨機性故障 以故障出現(xiàn)的必然性和偶然性，將故障分為系統(tǒng)性故障

3、和隨機性故障。系統(tǒng)性故障是指機床或數(shù)控系統(tǒng)部分在一定的條件下必然出現(xiàn)的故 障。隨機性故障是指偶然出現(xiàn)的故障。一般隨機性故障往往是由于機械結(jié) 構(gòu)的局部松動、錯位、控制系統(tǒng)中的元器件出現(xiàn)工作特性飄移，機床電氣 元件可靠性下降等原因造成。這類故障在同樣的條件下只偶然出現(xiàn)一兩 次，需要反復(fù)試驗和綜合判斷才能排除。2 有診斷顯示故障和無診斷顯示故障以故障出現(xiàn)時有無自診斷顯示， 將故障分為有診斷顯示故障和無診斷 顯示故障。目前數(shù)控機床配置的數(shù)控系統(tǒng)都有自診斷功能，日本FANU（公司和德國SIEMENS公司的數(shù)控系統(tǒng)都具有幾百條報警信號。有診斷顯示的 故障一般都與控制部分有關(guān)，根據(jù)報警內(nèi)容，較容易找到故障原

4、因。有時 一些故障雖有診斷顯示，但卻是由其他原因引起的。例如由刀庫運動誤差 造成的換刀位置不到位，機械手取刀時中途卡死，故障報警顯示卻是機械 手換刀位置開關(guān)未壓合， 這時應(yīng)對刀庫的定位誤差進行調(diào)整而不是調(diào)整機 械手的位置開關(guān)。 這類報警顯示提供了分析造成故障原因的線索。無診斷 顯示的故障，往往機床停在某一位置不能動，甚至手柄操作也失靈，維修 人員只能根據(jù)出現(xiàn)故障前后的現(xiàn)象來分析判斷，排除故障的難度較大。3 破壞性故障和非破壞性故障以故障有無破壞性將故障分為破壞性故障和非破壞性故障。 對于破壞 性故障如伺服系統(tǒng)失控造成撞車、短路等，維修難度大、有一定的危險， 修后不允許重演這類現(xiàn)象。非破壞性故障

5、可經(jīng)多次反復(fù)試驗直至排除，不 會對機床造成損害4 機床運動特性故障這類故障發(fā)生后，機床照常運行，也沒有任何報警顯示，但加工出的 工件不合格。 針對這些故障， 必須在檢測儀器配合下， 對機械、控制系統(tǒng)、 伺服系統(tǒng)等采取綜合措施。5 硬件故障和軟件故障以發(fā)生故障的部位分為硬件故障和軟件故障。 硬件故障只要通過更換 某些元器件即可排除。而軟件故障時因程序編制錯誤造成，通過修改程序 內(nèi)容或修訂機床參數(shù)就可排除。四 故障診斷及處理的基本原則數(shù)控機床的大部分故障都以綜合故障形式出現(xiàn)，判斷與處理原則如 下：1 調(diào)查故障現(xiàn)場機床故障發(fā)生后， 維修人員首先向操作者了解機床在什么情況下出現(xiàn) 故障，故障現(xiàn)象如何，操

6、作者采取了什么措施。仔細觀察數(shù)控裝置的工作 寄存器和緩沖工作寄存器中尚存的工作內(nèi)容， 了解已執(zhí)行的程序內(nèi)容及自 診斷顯示的報警內(nèi)容，然后按數(shù)控系統(tǒng)的復(fù)位鍵，觀察系統(tǒng)經(jīng)清除復(fù)位后 故障報警是否消失，如果消失多屬于軟件故障，否則是硬件故障。對于非破壞性故障，有條件時可重演故障，觀察現(xiàn)象，以驗證分析是 否正確。2 可能造成的故障的因素數(shù)控機床出現(xiàn)的同一故障現(xiàn)象，其原因可能是多種多樣的，有機械、 電氣及控制系統(tǒng)等造成。要準(zhǔn)確地判斷出現(xiàn)的環(huán)節(jié)和造成故障的原因，必 須羅列有關(guān)因素。例如行程開關(guān)工作不正常時，影響因素可能有一下幾個方面：A) 機械運動不到位，開關(guān)未壓下B) 機械設(shè)計結(jié)構(gòu)不合理，開關(guān)松動或擋塊

7、太短等C) 開關(guān)自身質(zhì)量有問題D) 開關(guān)選型不當(dāng)E) 防護措施不好，開關(guān)內(nèi)進入了雜物，使松動失常3 確定產(chǎn)生故障的原因由于造成故障的因素很多，因此維修人員必須利用改機床的技術(shù)檔 案、現(xiàn)場經(jīng)驗和判斷能力、維修人員的機、電、液等綜合技術(shù)知識及必要 的測試手段和儀器，最后確定可能的因素， 然后通過必要的試驗逐一尋找， 確定故障源。4 排除故障當(dāng)確定產(chǎn)生故障的原因之后就可以修理、調(diào)整有關(guān)的元件，使故障得 以排除。五 常見故障的診斷和處理1 故障診斷一般原則（1）直觀法這是一種最基本的方法， 但要求維修人員有豐富的經(jīng)驗。維修者利用 問、看、聽、觸、嗅的感觀功能，注意發(fā)生故障時的各種光、聲、味等異 ?，F(xiàn)象

8、，觀察可能發(fā)生故障的每塊印刷線路板的表面狀況，以進一步縮小 檢查范圍。（2）自診斷功能法現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)都具有較強的自診斷功能， 能將檢測到的故障以報警 信號在CRT上顯示，或點亮操作面板上各種報警指示燈。根據(jù)指示燈的提 示，就可以迅速找出故障源。（3）參數(shù)檢查法受外界的干擾或操作不慎而使個別參數(shù)丟失或變化， 造成機床無法正常工作時，通過核對、修正參數(shù)的方法可能將故障排除。（4）備件置換法通過分析發(fā)現(xiàn)可能產(chǎn)生故障的是印刷線路板時， 可用備用的線路板替 換。這種方法可逐步縮小故障因素范圍，迅速找出存在故障的線路板。但 需注意置換板后要對系統(tǒng)進行必要的調(diào)整，否則會使系統(tǒng)處于非最佳狀 態(tài)，甚至出現(xiàn)報警

9、。（5）測量比較法利用印刷線路板的檢測端子來測量電路的電壓和波形， 以檢查有關(guān)電 器的工作狀態(tài)是否正常。也可利用相同的兩塊板相互進行比較測量，來找 出故障。以上各種方法各有特點，實際應(yīng)用時可按照不同的故障現(xiàn)象，同時選 擇幾種方法靈活運用，這樣才能產(chǎn)生較好的效果。六 數(shù)控機床機械部分常見故障處理 數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)部分的維修與普通機床有很多共同之處， 可以參照機械修理手冊進行處理。由于數(shù)控機床的電氣控制功能增強，使得機械結(jié) 構(gòu)大為簡化，因此機械故障大大減少?，F(xiàn)介紹一些常見的機械故障。1）進給傳動鏈故障數(shù)控機床普遍采用滾珠絲桿， 所以進給傳動鏈故障大部分是由于運動 質(zhì)量下降造成的。如機械部件定位精度下降，反向間隙過大，機械爬行及 軸承噪音過大等， 這些故障多與運動部件預(yù)緊力調(diào)整、機械松動以及補償 環(huán)調(diào)整有關(guān)。（2）主軸部件故障由于主軸采用了調(diào)速電動機，數(shù)控機床主軸箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較簡單。主 軸箱可能出現(xiàn)故障的部位有自動拉緊刀柄裝置、 自動變檔裝置及主軸運動 精度保持狀況等。（3）自動換刀裝置故障主要故障現(xiàn)象有：刀庫運動故障、定位誤差過大、機械手夾持刀柄不 穩(wěn)定及機械手運動誤差過大等，造成換刀動作卡住。（4）位置檢查行程開關(guān)壓合故障為了保證數(shù)控機床的工作可靠性